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Time shift in miliardesimi di secondo.  L'eccentricità relativistica dei satelliti Galileo 5 e 6 raggiunge un'ampiezza di picco di circa 370 nanosecondi (miliardesimi di secondo), guidata dall'altitudine mutevole, e quindi dai livelli di gravità, delle loro orbite ellittiche attorno alla Terra.

I satelliti Galileo dimostrano la Teoria della Relatività di Einstein con la massima precisione

La prestigiosa rivista Physical Review Letters ha recentemente pubblicato i risultati indipendenti ottenuti con osservazioni per oltre un migliaio di giorni di dati ottenuti dalla coppia di satelliti Galileo in orbite allungate.

Il sistema di navigazione satellitare Galileo in Europa - già al servizio degli utenti di tutto il mondo - ha fornito un servizio storico alla comunità dei fisici di tutto il mondo, consentendo la misurazione più accurata mai fatta di come gli spostamenti della gravità alterano il passare del tempo, un elemento chiave della teoria della relatività generale di Einstein.

Questi risultati sono il felice esito di un incidente infelice: nel 2014 i satelliti Galileo 5 e 6 rimasero in orbite scorrette per un malfunzionamento del lanciatore Soyuz, bloccandone l'uso per la navigazione. I controllori di volo dell'ESA entrarono in azione, eseguendo un audace salvataggio nello spazio per cambiare le orbite dei satelliti e renderle più circolari. I due satelliti sono oggi in uso come parte dei servizi di ricerca e soccorso di Galileo mentre la loro integrazione come parte delle operazioni nominali di Galileo è attualmente in fase di valutazione finale da parte dell'ESA e della Commissione Europea.

Tuttavia le loro orbite sono rimaste ellittiche, con ogni satellite che sale e scende di circa 8500 km due volte al giorno. Sono stati questi cambiamenti di altezza regolari, e quindi i livelli di gravità, che hanno reso i satelliti così preziosi per i gruppi di ricerca.

Albert Einstein aveva predetto un secolo fa che il tempo sarebbe passato più lentamente vicino a un oggetto enorme, una scoperta che è stata verificata sperimentalmente diverse volte. Già nel 1976 fu lanciato un orologio atomico maser su un razzo suborbitale a 10.000 km nello spazio, confermando la previsione di Einstein entro 140 parti per milione.

Proprio per questo gli orologi atomici a bordo dei satelliti di navigazione per il posizionamento già tengono conto del fatto che il tempo corre più velocemente in orbita che sulla Terra, correggendo di pochi decimi di microsecondo al giorno. Se non ci fosse questa correzione si avrebbero errori di navigazione di circa 10 km al giorno.

I team di scienziati che hanno condotto lo studio hanno fatto affidamento sul cronometraggio stabile degli orologi a idrogeno a bordo di ogni satellite Galileo, che hanno un errore di un secondo ogni tre milioni di anni.

Una sfida chiave in tre anni di lavoro è stata quella di affinare le misure gravitazionali eliminando gli effetti sistematici come l'errore degli orologi e la deriva orbitale dovuta a fattori come il rigonfiamento equatoriale della Terra, l'influenza del campo magnetico terrestre, le variazioni di temperatura e persino la sottile ma persistente spinta della luce solare stessa, nota come "pressione della radiazione solare".

 

Vedi l'articolo pubblicato su  Physical Review Letters .

L'articolo originale è pubblicato su: http://www.esa.int/Our_Activities/Navigation/Galileo_satellites_prove_Einstein_s_Relativity_Theory_to_highest_accuracy_yet 

 


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